本公開涉及一種用于為血流成像的系統(tǒng)。更特別地，本公開涉及一種利用大視野為組織的皮下血流成像的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，由于醫(yī)療診斷、醫(yī)師的操作技術(shù)、醫(yī)療器械以及醫(yī)療系統(tǒng)的改進(jìn)，因此針對(duì)內(nèi)部器官的手術(shù)已經(jīng)大幅增加。因?yàn)槌渥愕难髟谑中g(shù)后促進(jìn)愈合和避免器官泄漏方面至關(guān)重要，所以可視地發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)手術(shù)的準(zhǔn)確部位也很重要。與開胸手術(shù)相比，腹腔鏡手術(shù)在皮膚上留下的縫合傷口相對(duì)較小，這就導(dǎo)致與開胸手術(shù)相比，在恢復(fù)時(shí)的痛感較輕并且恢復(fù)時(shí)間更短。為此，越來(lái)越多的患者和醫(yī)師更傾向于選擇腹腔鏡手術(shù)而不是開胸手術(shù)。

在腹腔鏡手術(shù)期間，準(zhǔn)確的接合位置是在腹腔鏡手術(shù)之后更加快速和更小損傷地進(jìn)行恢復(fù)的重要因素。然而，醫(yī)師因由腹腔鏡提供的移動(dòng)范圍和觀察區(qū)域受限而具有非常有限的視野。為此，醫(yī)師必須花費(fèi)時(shí)間來(lái)找到用于進(jìn)行腹腔鏡手術(shù)的準(zhǔn)確的接合位置。然而，即使醫(yī)師確定了準(zhǔn)確的接合位置，醫(yī)師對(duì)接收充足血流的準(zhǔn)確的接合位置的視覺判定也可能不夠精確，原因在于，醫(yī)師的眼睛能夠看到血管的尺寸，但是不能看到血管內(nèi)部的血流情況。用于評(píng)估局部血液供應(yīng)的現(xiàn)行實(shí)踐方法要么是使用窄頻帶成像技術(shù)來(lái)指示血液成分的靜態(tài)存在，要么就是在使用光纖激光多普勒流量計(jì)或者獲準(zhǔn)用于靜脈注射的熒光燃料的時(shí)候指示單個(gè)位置處的血流情況。然而，這些選擇方案中沒有任何的選擇方案能夠提供局部血流動(dòng)態(tài)的量化特性圖(quantitative mapping)，以使醫(yī)師能夠快速和準(zhǔn)確地評(píng)估在治療的情況下對(duì)組織的血液供應(yīng)情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開涉及一種使用激光散斑襯比圖像技術(shù)的腹腔鏡，所述腹腔鏡允許醫(yī)師在大范圍的區(qū)域中觀察局部血流動(dòng)態(tài)的量化特性圖，以使醫(yī)師能夠快速和準(zhǔn)確地評(píng)估在治療的情況下對(duì)某一部分的血液供應(yīng)情況。在一個(gè)實(shí)施例中，本公開涉及一種用于為組織的皮下血流成像的腹腔鏡設(shè)備，所述腹腔鏡設(shè)備包括：光源，所述光源經(jīng)由光引導(dǎo)件發(fā)射白光；激光源，所述激光源經(jīng)由光纖發(fā)射激光；和腹腔鏡，所述腹腔鏡交替地接收從激光源發(fā)射的經(jīng)反射激光和從光源發(fā)射的經(jīng)反射白光。所述腹腔鏡設(shè)備還包括：計(jì)算裝置，所述計(jì)算裝置接收來(lái)自腹腔鏡的感測(cè)結(jié)果并且根據(jù)光源和激光源的輸出狀態(tài)生成激光散斑襯比圖像或者白光圖像；和顯示裝置，所述顯示裝置操作性地與計(jì)算裝置相關(guān)聯(lián)并且顯示激光散斑襯比圖像和白光圖像中的至少一個(gè)，其中，激光散斑襯比圖像示出了皮下血流。所述腹腔鏡設(shè)備還可以包括：腹腔鏡軸，所述腹腔鏡軸容納光源和光引導(dǎo)件；和腹腔鏡探針，所述腹腔鏡探針容納激光源和光纖。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述腹腔鏡設(shè)備包括光傳感器，所述光傳感器定位在第一腹腔鏡軸的遠(yuǎn)端處并且感測(cè)經(jīng)反射激光和經(jīng)反射白光，其中，激光的波長(zhǎng)處于光傳感器的靈敏度范圍內(nèi)。此外，具有光纖的腹腔鏡探針可以與具有白光引導(dǎo)件的腹腔鏡軸分離開。

根據(jù)本公開的進(jìn)一步的實(shí)施例，鏡頭安裝在光纖的遠(yuǎn)端處，從而使激光擴(kuò)展以形成具有視野的激光束。激光源的視野可以與光源的視野類似。根據(jù)一些實(shí)施例，鏡頭是具有曲面以使激光束向目標(biāo)區(qū)域轉(zhuǎn)向的鏡子?？蛇x地，鏡頭是用以使激光束向目標(biāo)區(qū)域轉(zhuǎn)向的棱鏡。

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述腹腔鏡設(shè)備包括：開關(guān)，所述開關(guān)接通或者切斷激光源；和快門，所述快門操作性地連接到開關(guān)并且打開光圈和關(guān)閉光圈以阻止白光傳輸?shù)焦庖龑?dǎo)件。當(dāng)開關(guān)切斷時(shí)，快門打開光圈；當(dāng)開關(guān)接通時(shí)，快門關(guān)閉光圈。顯示裝置基于開關(guān)和快門的切換狀態(tài)顯示組織的激光散斑襯比圖像或者白光圖像。具體地，顯示裝置在開關(guān)的切換狀態(tài)表明開關(guān)接通時(shí)顯示激光散斑襯比圖像，在開關(guān)的切換狀態(tài)表明快門打開時(shí)顯示白光圖像。

激光的波長(zhǎng)可以處于可見光譜之外。例如，激光可以處于近紅外范圍內(nèi)。并且根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例，光纖和光引導(dǎo)件被集成到單個(gè)腹腔鏡軸中。

在另一個(gè)實(shí)施例中，激光散斑襯比圖像是以像素集合的散斑強(qiáng)度波動(dòng)的調(diào)制深度為基礎(chǔ)。此外，像素集合可以由各個(gè)像素的強(qiáng)度的時(shí)間序列來(lái)限定。此外，可以由顯示裝置在某一時(shí)刻的矩形窗口或者在(x，y，t)空間中的立體窗口限定像素集合，其中，x代表水平軸，y代表豎直軸，并且t代表時(shí)間軸。皮下血流可以與激光散斑襯比的平方值成反比，其中，通過用像素周圍的像素強(qiáng)度的方差除以像素周圍的平均像素強(qiáng)度來(lái)計(jì)算激光散斑襯比。激光散斑和皮下血流的速度之間的關(guān)系式可以是：

其中，K是激光散斑，V是皮下血流的速度，并且T是積分時(shí)間。

在不背離本公開的范圍的前提下，本公開的上述方面和上述實(shí)施例中的任何一個(gè)都可以進(jìn)行組合。

附圖說(shuō)明

當(dāng)參照附圖閱讀各個(gè)實(shí)施例的描述時(shí)，本公開的系統(tǒng)和方法的目的和特征對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的，在附圖中：

圖1是根據(jù)本公開的實(shí)施例的用于用于為皮下血流成像的系統(tǒng)的示意圖；

圖2A是示出了使用白光為消化道的一部分成像的示圖；

圖2B示出了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例使用激光散斑成像系統(tǒng)生成的原始數(shù)據(jù)；并且

圖2C是示出了如圖2A所示的消化道的同一部分并入圖2B的數(shù)據(jù)所得到的皮下血流的LSCI圖像。

具體實(shí)施方式

本公開涉及一種用于使用激光散斑襯比成像技術(shù)為組織的皮下血流成像的系統(tǒng)。盡管將根據(jù)具體的圖解實(shí)施例來(lái)描述本公開，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，可以在不背離本公開的精神的前提下完成各種變型方案、重整方案和替代方案。本公開的范圍由本文所附的權(quán)利要求限定。

圖1示出了腹腔鏡系統(tǒng)100，所述腹腔鏡系統(tǒng)能夠使用激光為皮下血流成像以及使用白光為患者體內(nèi)成像。該系統(tǒng)100包括顯示裝置110、計(jì)算裝置120、腹腔鏡130、白光源140、開關(guān)150、以及激光源160。顯示裝置110接收來(lái)自計(jì)算裝置120的視頻信號(hào)并且顯示視頻信號(hào)。顯示裝置110可以是適于顯示醫(yī)療圖像的任意形式。顯示裝置10可以是監(jiān)測(cè)器或者投影儀。

計(jì)算裝置120連接到白光源150和激光源160。當(dāng)計(jì)算裝置120接收來(lái)自腹腔鏡130的輸出時(shí)，計(jì)算裝置120將該輸出轉(zhuǎn)換成視頻信號(hào)并且將對(duì)應(yīng)的視頻信號(hào)傳遞到顯示裝置110，以使得醫(yī)師能夠觀察患者體內(nèi)的情況。在一方面，計(jì)算裝置120執(zhí)行圖像增強(qiáng)處理例如降噪、偽色彩渲染等。

無(wú)論使用白光還是使用激光，腹腔鏡130接收從組織反射的光并且將從組織反射的光投影到它的圖像傳感器(例如CCD或CMOS陣列)上并且將感測(cè)結(jié)果輸出到計(jì)算裝置120。計(jì)算裝置120處理所接收的光(白光或激光)并且使用標(biāo)準(zhǔn)圖像處理技術(shù)生成白光圖像或者使用激光散斑襯比成像技術(shù)生成激光散斑襯比圖像。激光散斑襯比圖像示出了內(nèi)部器官的皮下血流。由此，醫(yī)師能夠觀察到內(nèi)部器官的哪些部分具有充足的血液供應(yīng)，以使得醫(yī)師能夠通過實(shí)時(shí)地觀察LSCI圖像而識(shí)別內(nèi)部器官(例如，消化道)上的準(zhǔn)確的接合位置。

圖2A示出了圖像200，該圖像使用來(lái)自圖1的腹腔鏡系統(tǒng)100的白光示出了內(nèi)部器官的大范圍的區(qū)域。由箭頭表示圖像200的中心的左側(cè)中的血管210。在視覺上，較之周圍血管的小分支，所標(biāo)注的血管210表現(xiàn)為相對(duì)較大。通過觀察該視覺圖像，醫(yī)師可能會(huì)錯(cuò)誤地判定所標(biāo)注的血管210比周圍血管的其它小分支供應(yīng)更多的血液。然而，血管的尺寸并非是它供應(yīng)到器官的血液量的決定性因素?？梢砸蚋鞣N生物生理原因(例如，堵塞的血管或者其它關(guān)于血管的疾病)中的任意一種而導(dǎo)致對(duì)血流的限制。正如能夠理解的那樣，非常希望對(duì)該血管的血流進(jìn)行準(zhǔn)確的、非侵入性的判定。

圖2B示出了在圖2A所示的內(nèi)部器官使用激光所得到的原始激光散斑數(shù)據(jù)220的圖示。激光包括具有相同的頻率、但是具有不同的相位和振幅的光，這些光疊加到一起以給出這樣的圖案，在所述圖案中，光的振幅和強(qiáng)度隨機(jī)變化。因此，激光散斑圖案通常具有強(qiáng)度的高斯分布圖案。激光散斑數(shù)據(jù)不易于被醫(yī)師解讀并且非常難以實(shí)時(shí)地分析這些數(shù)據(jù)和識(shí)別圖像中的目標(biāo)。例如，由圖2B中的箭頭230標(biāo)記的方框表示圖2A的血管210的同一位置。然而，在圖2B中非常難以識(shí)別血管的位置以使得醫(yī)師能夠使用所顯示的數(shù)據(jù)。

盡管如此，當(dāng)在由激光源照射的區(qū)域中存在移動(dòng)物體時(shí)，強(qiáng)度會(huì)根據(jù)移動(dòng)物體(例如，循環(huán)的血紅細(xì)胞)的運(yùn)動(dòng)而波動(dòng)并且因此會(huì)形成與高斯分布圖案不同的圖案。激光散斑襯比成像技術(shù)使用由移動(dòng)物體或者具有相同頻率的很多波的干涉而得到的這些散斑圖案。通過分析這些激光散斑圖案伴隨時(shí)間的強(qiáng)度波動(dòng)，能夠識(shí)別出移動(dòng)物體的速度。在由J.David Briers撰寫的“Laser Doppler,speckle and related techniques for blood perfusion mapping and imaging”中描述了用于在大范圍的區(qū)域中識(shí)別速度的這種技術(shù)的更多細(xì)節(jié)內(nèi)容。結(jié)果，能夠利用以下所述的技術(shù)將圖2B中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖2C中的圖像，以使圖像在實(shí)踐中能夠?yàn)獒t(yī)師所用。

噪聲式的原始激光散斑數(shù)據(jù)220的統(tǒng)計(jì)涉及到包含時(shí)間分量的散斑襯比K。具體地，散斑襯比K包括三個(gè)變量x、y和t，其中，x、y和t代表激光的取樣空間中的水平位置、豎直位置和時(shí)間位置。散斑襯比K(x，y，t)可以由標(biāo)準(zhǔn)偏差σ與平均強(qiáng)度I的比值限定如下：

其中，σ(x，y，t)是在時(shí)空域中的強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，I(x，y，t)是在時(shí)空域中的位置(x，y，t)附近的像素集合的強(qiáng)度值，并且AVG(I(x，y，t))是位置(x，y，t)附近的像素集合的平均強(qiáng)度值或強(qiáng)度均值。在實(shí)施例中，可以由各個(gè)像素的強(qiáng)度的時(shí)間序列、在時(shí)刻t的(x，y)平面中的矩形窗口中的像素、或者(x，y，t)空間中的連續(xù)的立體窗口來(lái)限定像素集合。

散斑強(qiáng)度波動(dòng)的調(diào)制深度通常給出了關(guān)于從移動(dòng)物體散射出多少激光以及從靜止物體散射出多少激光的指示。此外，波動(dòng)的頻譜取決于移動(dòng)物體的移動(dòng)速度分布。結(jié)果就是散斑襯比K與移動(dòng)物體的速度相關(guān)或者簡(jiǎn)單地說(shuō)就是與此處的皮下血流相關(guān)。然后根據(jù)以下的公式表達(dá)散斑襯比K：

其中，T是積分時(shí)間且τ_c是相關(guān)時(shí)間。速度V是相關(guān)時(shí)間τ_c的倒數(shù)。由此，散斑襯比K變?yōu)椋?/p>

根據(jù)本公式，當(dāng)速度V增加時(shí)，指數(shù)項(xiàng)e^﹣2TV越來(lái)越接近于零并且散斑襯比K將增大至小于的值。因?yàn)榧俣ㄋ俣萔要大于或者等于零，所以散斑襯比K大于或者等于零，并且受到約束。基于散斑襯比K和速度的公式，當(dāng)假定指數(shù)項(xiàng)e^﹣2TV相對(duì)較小時(shí)，則散斑襯比K的平方值與速度V成反比。或者，換言之，值與速度V成正比。

腹腔鏡系統(tǒng)100的計(jì)算裝置120將值標(biāo)準(zhǔn)化并且將標(biāo)準(zhǔn)化的值轉(zhuǎn)換成激光散斑襯比圖像的像素(x，y)的強(qiáng)度。因?yàn)榕c速度V成反比，所以如果較小，則速度也較小并且像素(x，y)的強(qiáng)度較低；如果較大，則速度V相應(yīng)地較大并且像素(x，y)的強(qiáng)度較高。由此，血管中的血流緩慢的部分被圖示為比血管中的血流快速的部分更暗。然而，將激光散斑轉(zhuǎn)換成強(qiáng)度的方式并不局限于上述的僅作為示例提供的公式。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠在本公開的范圍內(nèi)在激光散斑和強(qiáng)度之間實(shí)現(xiàn)任何關(guān)聯(lián)。

此外，通過激光散斑襯比圖像處理所得到的像素的強(qiáng)度可以被標(biāo)準(zhǔn)化、格式化，以用于顯示、存儲(chǔ)以及輸送至其它的處理例如降噪、偽色彩渲染或者與白光圖像融合等。

圖2C是由圖2B的原始激光散斑圖像數(shù)據(jù)220生成的激光散斑襯比圖像250，該圖像能夠由醫(yī)師很容易地用于量化整個(gè)圖像視野中的血流。與圖2A中的圖像200的視覺判斷相反，與由圖像200中的箭頭標(biāo)注的血管210相對(duì)應(yīng)的血管260被圖示為黑色，這意味著由箭頭標(biāo)注的血管210具有非常低速的血流或者根本沒有血流。另一方面，激光散斑襯比圖像示出了右下方和右方的血管具有非常高的強(qiáng)度，這意味著這些血管具有非常高速的血流，所述右下方和右方的血管大于這兩根血管周圍的其它血管。基于該激光散斑襯比圖像250，醫(yī)師能夠基于由激光散斑襯比圖像提供的詳細(xì)信息而容易判定在器官的該部分中執(zhí)行接合的可行性。以這種方式，激光散斑襯比圖像通過基于皮下血流動(dòng)態(tài)的速度改變強(qiáng)度而提供了大范圍的區(qū)域中的血流的更多信息，以使醫(yī)師能夠易于識(shí)別用于進(jìn)行操作的準(zhǔn)確部分。

能夠在計(jì)算裝置120中實(shí)施用于處理激光散斑的這些技術(shù)，所述計(jì)算裝置120可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、服務(wù)器或者具有執(zhí)行圖像相關(guān)處理的處理器的計(jì)算設(shè)備。計(jì)算裝置120可以包括至少一個(gè)處理器以及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序的至少一個(gè)存儲(chǔ)器(例如，硬盤驅(qū)動(dòng)器、只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、可安裝的存儲(chǔ)器等)。在執(zhí)行程序時(shí)，將程序以計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的形式載入存儲(chǔ)器。至少一個(gè)處理器可以執(zhí)行計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，以實(shí)施程序的功能。一個(gè)程序的功能可以包括視覺圖像處理，另一個(gè)程序的功能可以包括LSCI處理。或者，基于從腹腔鏡130和激光提供裝置160輸出到計(jì)算裝置120的內(nèi)容，一個(gè)程序可以具有視覺圖像處理和LSCI處理這兩種功能。

腹腔鏡130能夠有線地或者無(wú)線地連接到計(jì)算裝置120。腹腔鏡130包括腹腔鏡軸135，該腹腔鏡軸能夠經(jīng)由患者身體的切口或開口插入患者體內(nèi)。腹腔鏡軸135的內(nèi)部可以是中空的，以使得除了光引導(dǎo)件以外的其它醫(yī)療器械例如消融天線、剪子、用于向患者體內(nèi)送氣的氣管、抽吸裝置、鉤和/或組織密封裝置能夠通過腹腔鏡軸135插入患者體內(nèi)。

當(dāng)由腹腔鏡軸135的光引導(dǎo)件將白光引導(dǎo)到光引導(dǎo)件的遠(yuǎn)端時(shí)，光基于光引導(dǎo)件的遠(yuǎn)端的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或者基于覆蓋光引導(dǎo)件的遠(yuǎn)端的材料而分散以照射關(guān)注區(qū)域139。醫(yī)師可以旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)腹腔鏡軸135，以視覺觀察關(guān)注區(qū)域139。通過移動(dòng)腹腔鏡軸135即可將光引導(dǎo)至另一個(gè)關(guān)注區(qū)域。光引導(dǎo)件的遠(yuǎn)端可以是平坦的、彎曲的、凹形或者凸形。光引導(dǎo)件的遠(yuǎn)端可以連接到鏡頭或者由鏡頭覆蓋，以便形成定向的光束。

光傳感器(未示出)也可以位于腹腔鏡軸135的遠(yuǎn)端處，所述光傳感器感測(cè)從關(guān)注區(qū)域139反射、散射或者吸收的光。光傳感器隨后經(jīng)由有線連接或者無(wú)線連接向計(jì)算裝置120提供感測(cè)結(jié)果。光傳感器可以是感光耦合器件(CCD)、光電器件、CMOS或者光檢測(cè)器。光傳感器能夠感測(cè)特定范圍的波長(zhǎng)。例如，CCD的波長(zhǎng)靈敏度范圍可以比可見白光的范圍(譬如400nm至700nm)更寬。光傳感器可以包括鏡頭，所述鏡頭接收從內(nèi)部器官反射、散射和/或吸收的光并且光傳感器經(jīng)由鏡頭接收光。光傳感器的鏡頭可以覆蓋視野137，從而能夠感測(cè)足夠大的關(guān)注區(qū)域。此外，光傳感器的鏡頭形成的視野137限定了計(jì)算裝置120能夠生成的圖像的尺寸和分辨率。

腹腔鏡130還可以包括有線或者無(wú)線的變送器，所述變送器將感測(cè)結(jié)果傳送到計(jì)算裝置120。

白光源140向腹腔鏡130提供白光并且包括白光發(fā)生器142、快門144和光引導(dǎo)件146。白光發(fā)生器142生成的白光具有大約400nm至大約700nm的波長(zhǎng)(即，人眼可見)。生成的白光可以有助于醫(yī)師觀察在關(guān)注區(qū)域139中被照射到的患者體內(nèi)的內(nèi)部器官，以使醫(yī)師能夠做出適當(dāng)診斷并且在預(yù)期部位處執(zhí)行正確的醫(yī)療操作。白光發(fā)生器142可以是熒光燈、緊湊型熒光燈(CFL)、冷陰極熒光燈(CCFL)、高強(qiáng)度放電燈、發(fā)光二極管(LED)或者白熾燈。然而，白光發(fā)生器142不受該列表限制，而可以是任意的能夠生成白光的光源。

快門144打開和關(guān)閉光圈以控制向光引導(dǎo)件146的白光傳輸。例如，當(dāng)快門144關(guān)閉光圈時(shí)，由白光源142生成的白光不經(jīng)由光引導(dǎo)件146傳輸?shù)礁骨荤R130；當(dāng)快門144打開光圈時(shí)，生成的白光被傳輸?shù)礁骨荤R130。以這種方式，腹腔鏡130可以選擇性地用于利用白光觀察內(nèi)部器官。

在實(shí)施例中，白光源140可以是能夠生成光的任何光源，光能夠由傳感器感測(cè)并且能夠由計(jì)算裝置120處理感測(cè)結(jié)果，以生成適用于任何醫(yī)學(xué)治療的內(nèi)部器官的圖像。

開關(guān)150連接到計(jì)算裝置120并且激光源160控制激光源160的傳送輸出，并且將切換狀態(tài)傳送到計(jì)算裝置120。當(dāng)開關(guān)150傳送接通位置作為其切換狀態(tài)時(shí)，激光源160接通并且將從患者的內(nèi)部器官反射且經(jīng)由腹腔鏡130感測(cè)的激光傳送到計(jì)算裝置120以生成激光散斑圖像。當(dāng)開關(guān)150傳送切斷位置作為其切換狀態(tài)時(shí)，激光源160切斷并且不傳送激光。

激光源160包括激光發(fā)生器162、光纖164和鏡頭166。激光發(fā)生器162連接到開關(guān)150，以使得激光發(fā)生器162在開關(guān)150接通時(shí)打開并且在開關(guān)150切斷時(shí)關(guān)閉。激光發(fā)生器162可以是單模激光源。由激光發(fā)生器162生成的激光的波長(zhǎng)可以與由白光發(fā)生器142生成的白光的波長(zhǎng)重疊。在一方面，激光的波長(zhǎng)可以處于近紅外范圍內(nèi)。在另一方面，激光的波長(zhǎng)可以處于腹腔鏡130能夠進(jìn)行操縱的任何靈敏度范圍內(nèi)。

光纖164連接激光發(fā)生器162和鏡頭166。光纖164是柔性的透明纖維，其由高品質(zhì)壓型玻璃或塑料制成，并且用作波導(dǎo)件或光管以在激光發(fā)生器162和鏡頭166之間傳送激光。在一方面，腹腔鏡130和激光源160(其可以實(shí)施在第二腹腔鏡探針上)各自通過兩個(gè)切口或者兩個(gè)開口插入到患者體內(nèi)，這兩個(gè)切口或者兩個(gè)開口中的一個(gè)用于腹腔鏡軸135的插入，另一個(gè)用于光纖164的第二腹腔鏡探針的插入。

在一方面，光纖164可以集成到腹腔鏡軸135中，以使得僅將患者的一個(gè)開口或切口用于使用白光和激光為內(nèi)部器官成像。光纖164也可以經(jīng)由工作通道插入腹腔鏡軸135中。在另一方面，光纖164可以附接到腹腔鏡軸135的外部。在這樣的情況中，僅需要將患者體內(nèi)的一個(gè)切口用以實(shí)現(xiàn)兩種類型的可視化。

透鏡166位于光纖164的遠(yuǎn)端處并且將由激光源162生成的激光擴(kuò)展成激光束，所述激光束具有視野167。視野167可以與白光源140的視野137相同、略小于視野137或者略大于視野137。鏡頭166可以是具有曲面以使激光束向內(nèi)部器官的目標(biāo)區(qū)域即關(guān)注區(qū)域139轉(zhuǎn)向的鏡子。在一方面，小鏡子或者棱鏡附接到光纖164的遠(yuǎn)端和鏡頭166之間，以使得激光在擴(kuò)展成激光束之前朝向視野167轉(zhuǎn)向。在另一方面，具有曲面的小鏡子或者棱鏡可以位于光纖164的遠(yuǎn)端和鏡頭166之間，以使得激光在擴(kuò)展成激光束之前朝向視野367轉(zhuǎn)向。

在實(shí)施例中，開關(guān)150可以與白光源140和激光源160相連。計(jì)算裝置120能夠?qū)㈤_關(guān)150控制成使得在快門144關(guān)閉光圈時(shí)接通激光源160，并且在快門144打開光圈時(shí)切斷激光源160。換言之，開關(guān)150可以設(shè)定成位于接通位置或者切斷位置處，以使得白光源150和激光源160交替地為腹腔鏡230提供照明。

在一方面，計(jì)算裝置120可以具有按鈕(未示出)，醫(yī)師能夠利用所述按鈕將顯示裝置的模式從白光模式改變?yōu)榧す饽Ｊ交蛘邚募す饽Ｊ礁淖優(yōu)榘坠饽Ｊ?。在此，通過推壓按鈕可以觸發(fā)開關(guān)150從一個(gè)位置切換到另一個(gè)位置，以在白光源140和激光源160之間進(jìn)行更改，或者開關(guān)150觸發(fā)計(jì)算裝置120的按鈕以從一個(gè)位置切換到另一個(gè)位置。以這種方式，醫(yī)師能夠通過在白光模式和激光模式之間來(lái)回切換而在腹腔鏡手術(shù)期間根據(jù)需要輕易地改變顯示裝置的模式。

在另一方面，開關(guān)150的狀態(tài)可以與計(jì)算裝置120相關(guān)聯(lián)。當(dāng)開關(guān)150切斷時(shí)，計(jì)算裝置120執(zhí)行視覺成像處理，并且當(dāng)開關(guān)150接通時(shí)，計(jì)算裝置120執(zhí)行激光散斑襯比成像處理。以這種方式，基于開關(guān)150的狀態(tài)執(zhí)行適當(dāng)?shù)某上裉幚怼?/p>

在實(shí)施例中，具有開關(guān)150的激光源160可以是能夠單獨(dú)安裝的LSCI源，這就意味著可安裝的LSCI源能夠安裝在現(xiàn)有的腹腔鏡系統(tǒng)上，以便利用現(xiàn)有腹腔鏡系統(tǒng)的所有特征和可安裝的LSCI源的附加特征。為了利用可安裝的LSCI源的特征，可以用新的軟件升級(jí)現(xiàn)有的腹腔鏡系統(tǒng)的計(jì)算裝置，所述新的軟件能夠執(zhí)行LSCI處理以將原始激光散斑圖像轉(zhuǎn)換成激光散斑襯比圖像。

此外，通過可安裝的LSCI源生成的激光的波長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)處于現(xiàn)有的腹腔鏡系統(tǒng)的靈敏度范圍內(nèi)。這就意味著可以仔細(xì)地選擇激光發(fā)生器162以滿足現(xiàn)有腹腔鏡系統(tǒng)的靈敏度范圍。以這種方式，不必更換現(xiàn)有腹腔鏡系統(tǒng)或者改變現(xiàn)有腹腔鏡系統(tǒng)的部件?？梢詫⑷魏喂庠从糜诂F(xiàn)有腹腔鏡系統(tǒng)，只要激光的波長(zhǎng)處于現(xiàn)有腹腔鏡系統(tǒng)的靈敏度范圍即可。

現(xiàn)有腹腔鏡系統(tǒng)的計(jì)算裝置需要與可安裝的LSCI源的開關(guān)150的狀態(tài)進(jìn)行同步。即，當(dāng)開關(guān)接通時(shí)，就接通激光源并且切斷現(xiàn)有腹腔鏡系統(tǒng)的光源。而且，計(jì)算裝置相應(yīng)地將軟件從標(biāo)準(zhǔn)腹腔鏡成像處理改變?yōu)榧す馍咭r比成像處理。

盡管為了圖解和說(shuō)明而參照附圖詳細(xì)描述了各個(gè)實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的方法和設(shè)備不應(yīng)解讀為因此而受限。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言顯而易見的是，在不背離本公開的范圍的前提下可以對(duì)前述實(shí)施例完成各種變型。